综合自动化变电站刀闸操作闭锁逻辑策略和操作

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1、综合自动化变电站刀闸操作闭锁逻辑策略和操作【摘要】针对目前综合自动化变电站中广泛采用的电气闭锁与监控逻辑闭锁相结合的刀闸防误操作模式，重点分析了监控闭锁的工作流程，总结出了通用的逻辑闭锁策略、提出了基于拓扑结构的逻辑闭锁实现方式，并通过几种典型接线方式下的应用实例验证了该逻辑策略的有效性。【关键字】综自系统；防误操作；闭锁逻辑1前言倒闸操作是变电站值班人员或集控中心运行人员经常进行的一项工作内容，影响变电站乃至领域系统安全运行的关键因素之一。经验表明，在误整定、误接线、误调度、误操作这几类影响电力系统安全稳定运行的因素中，误操作占了绝大部分比例；而在“五防”所针对的几类误操作中，带

2、负荷拉隔离开关（以后简称“刀闸”）和带地线合刀闸是最容易发生的一类误操作。考虑到断路器操作，除了机构本身的闭锁外，一般不再考虑其它的闭锁条件，所以，如何保证刀闸类设备操作的正确性是所有“五防”系统必须重点考虑的关键内容。2刀闸操作闭锁逻辑分析目前的综自自动化变电站，大多采取这样的刀闸防误闭锁策略：同一间隔内的闭锁采取电气闭锁+监控闭锁的方式、不同间隔之间的闭锁只采取监控后台闭锁的方式。这种闭锁策略取消了电气横向闭锁，可以大大简化电气闭锁回路，改善其闭锁可靠性，同时，也降低了由于非本间隔接点的动作不到位造成的“误闭锁”现象。在综合自动化变电站中，要求在倒闸操作在监控后台完成。实际上，

3、监控后台（或集控中心）的遥控操作的执行流程就包含了监控后台、测控装置和现场操作机构这些环节，若监控后台能够遥控成功，则表明整个操作回路都是正常的。在不考虑机械闭锁的情况下，如果把测控装置（含操作箱）、操作机构中的（远方/就地）把手等直接驱动分合闸线圈的电气中继回路均视为“硬闭锁”，把监控后台用逻辑与或关系实现的闭锁视为“软闭锁”,则刀闸设备操作的流程为：首先操作员登录、选择所要操作的设备和操作方式f符合监控后台“软闭锁”条件？f符合测控装置、操作机构“硬闭锁”条件？f根据返校结果、执行或取消本操作f操作结束。本文不考虑上文中的“硬闭锁”环节，即设备不存在非正常操作的情况。对于一个规

4、模较大的变电站，其一次接线方式相对复杂，横向闭锁涉及的间隔较多、逻辑闭锁条件容易遗漏。因此，科学的操作闭锁逻辑不仅关系到实现过程的简繁、更涉及到闭锁的可靠性，下面从刀闸的功能和操作目的出发，分析刀闸闭锁逻辑的特点。从电气功能上来看，“主刀”不具有切断负荷电流的能力（不计及运行规程允许的拉合空载变压器和空载线路的情况），其主要作用就是为一次设备单元（譬如，变压器、线路、母线、电容器等）接入系统做好准备或将其与系统可靠分离，具体的接入和分离功能由断路器实现；“地刀”的核心功能则是保证其所连接的一次设备单元出于可检修的状态。可见，“主刀”和“地刀”的操作目的是有明显差别的,以调度术语中规

5、定的四种标准设备状态可以将断路器、主刀、地刀的功用解释如下：从上图中可以看出，“主刀”是“热备用"和“冷备用”之间状态切换的操作媒介，“地刀”是“冷备用”和“检修”之间状态切换的操作媒介。即，“主刀”的分合操作要求其所连接的设备不能处于“运行”状态或“检修”状态，“地刀”的分合操作要求其所连接的设备不能处于"运行”状态或“热备用”状态。用卡诺图的方式可以表达如下：表1四种设备状态与断路器、主刀、地刀取值的关系上表中，断路器XI、主刀x2、地刀x3在合闸位置取值为“1”、在分闸位置取值为“0”，若设备状态y为“真”时取值为“1”、设备状态为“假”时取值为“0”，则不难得出"地刀”的允

6、许操作逻辑条件为式(1)表明，“地刀”允许操作的条件就是“其相关的主刀处于分闸位置”。同理可得“主刀”的允许操作逻辑条件为(2)式(2)表明，“主刀”允许操作的条件就是“其相关的地刀处于分闸位置”。值得注意的是，上述刀闸允许操作逻辑隐含的条件是将断路器视为可靠的隔离设备而得到的闭锁策略；如果不将其视为有效的隔离设备(基于隔离开关具有可见的明显断开点、而断路器没有这种可见断开点的考虑)，同时，再引入线路或母线的状态判断，再将则断路器视为一段连通的导体，可以将刀闸闭锁逻辑完善如下：(1)“设备地刀”操作必须符合该地刀所连接导线的所有主刀全部处于分闸位置(断路器视为连通的导体)才允许操作

7、。(2)“线路、母线地刀”操作必须符合①该地刀所连接导线的所有主刀全部处于分闸位置(断路器视为连通的导体)；②该线路、母线PT(空开)处于合闸位置；③该线路、母线电压